Considerando que no processo de congelamento de uma amostra
d'água a entropia do sistema diminui, julgue os itens seguintes.
A entropia desse sistema diminui porque a água precisa perder calor para congelar.
Considerando que no processo de congelamento de uma amostra
d'água a entropia do sistema diminui, julgue os itens seguintes.
A entropia do sistema + ambiente também diminui, pois, caso aumentasse, violaria a 2.ª Lei da Termodinâmica.
Turbinas a vapor que usam tanto vapor saturado seco quanto vapor superaquecido operam segundo o ciclo de Rankine. A esse respeito, julgue os próximos itens.
O vapor superaquecido dispensa o uso de condensador. O rendimento aumenta devido ao aumento da temperatura média na qual o calor é rejeitado.
A termoacumulação é uma maneira de reduzir o consumo de
energia elétrica, em determinados horários, de instalações de arcondicionado
de grande porte. Acerca da termoacumulação, julgue
os itens seguintes.
A termoacumulação com água gelada, embora gaste menos energia que a termoacumulação com gelo, necessita de um grande espaço para a colocação dos tanques. Porém, é possível interligar o reservatório de água gelada com o sistema de combate a incêndios, o que barateia o custo da instalação.
A termoacumulação é uma maneira de reduzir o consumo de
energia elétrica, em determinados horários, de instalações de arcondicionado
de grande porte. Acerca da termoacumulação, julgue
os itens seguintes.
Em sistemas de termoacumulação com gelo, o gelo armazenado só pode ser fundido na parte interna da serpentina, que fica submersa no interior de um reservatório de água.
A termoacumulação é uma maneira de reduzir o consumo de
energia elétrica, em determinados horários, de instalações de arcondicionado
de grande porte. Acerca da termoacumulação, julgue
os itens seguintes.
A termoacumulação encapsulada é uma opção versátil devido à possibilidade de se modificar facilmente a capacidade do sistema aumentando ou diminuindo o número de cápsulas.
Considerando as transformações em gases ideais, julgue os itens
seguintes.
Ao se comprimir um gás adiabaticamente, a pressão desse gás aumenta, mas a sua temperatura permanece constante.
Considerando as transformações em gases ideais, julgue os itens
seguintes.
Em uma expansão isobárica, o aumento de energia interna é igual à soma do trabalho e do calor que o gás recebe.
Considerando as transformações em gases ideais, julgue os itens
seguintes.
De acordo com a primeira lei da termodinâmica, quando se fornece calor a um sistema e sua energia interna não varia, o volume desse sistema, necessariamente, aumenta.
Com relação a máquinas de fluxo, julgue os itens subsequentes.
Considerando-se o ciclo de Brayton ideal, não há, em uma turbina a gás, variação da quantidade de entropia do gás no compressor e na turbina.
Fator de forma é definido como a fração da radiação que emana de uma superfície e chega à outra. Segundo o teorema da reciprocidade,
Uma máquina térmica realiza um trabalho igual a 3000kJ e rejeita 1000kJ de calor. Determine a eficiência térmica dessa máquina.
A lei de Dalton é de grande importância em processos físicos envolvendo misturas gasosas, em particular no que se refere ao ar úmido. A respeito dessa lei, assinale a opção correta.
O enunciado da Primeira Lei da Termodinâmica trata da:
Julgue os itens que se seguem, relativos a princípios da
termodinâmica.
O ciclo Rankine com reaquecimento é uma variação do ciclo Rankine no qual o fluido é reaquecido após sair do condensador, aproveitando parte do calor contido no fluido liberado pela turbina de alta pressão. Em consequência, a temperatura média do fluido em circulação aumenta, aumentando a eficiência termodinâmica do ciclo.
Julgue os itens que se seguem, relativos a princípios da
termodinâmica.
Na transformação adiabática, não há troca de calor e, portanto, não há variação da energia interna do sistema.
Acerca das transformações de estado no estudo da termodinâmica,
julgue os seguintes itens.
Em uma transformação adiabática, não ocorrem trocas térmicas entre o sistema e sua vizinhança.
Acerca das transformações de estado no estudo da termodinâmica,
julgue os seguintes itens.
Nas transformações isentálpicas e isentrópicas, a entalpia (soma da energia interna com o produto da pressão pelo volume do sistema) e a entropia (função associada à organização espacial e energética das partículas de um sistema), são, respectivamente, constantes.
Acerca de máquinas térmicas — máquinas que realizam trabalho e
lidam com a variação de temperatura —, julgue os itens seguintes.
Devido ao fato de a velocidade e, portanto, a potência do motor serem limitadas pelas forças de inércia decorrentes da aceleração positiva e negativa das peças em movimento alternativo, é conveniente subdividir o motor em um número de cilindros.
A respeito da operação de caldeiras e de vasos de pressão, julgue
os itens a seguir.
A presença de incrustações nas paredes, embora reduza a eficiência térmica, não oferece maior risco à operação das caldeiras.
Acerca das máquinas térmicas e dos ciclos termodinâmicos, julgue os itens seguintes.
No ciclo Rankine de potência, a pressurização do condensador é um fator que favorece o aumento da eficiência térmica global do ciclo.
Acerca das máquinas térmicas e dos ciclos termodinâmicos, julgue os itens seguintes.
Em um ciclo motor Otto ideal, as trocas de calor são todas realizadas a pressão constante.
Uma máquina térmica produz trabalho quando recebe calor a uma temperatura maior que a temperatura em que ela dissipa calor para o meio. A esse respeito, julgue os próximos itens.
Se as temperaturas da fonte quente e da fonte fria forem reduzidas na mesma quantidade, o rendimento máximo da máquina térmica não se altera.
Uma máquina térmica operando com 25% de eficiência pelo
ciclo de Carnot entrega 5 kW na saída. Considerando que a
fonte quente opera a 527 oC e que o calor perdido no ciclo é
7.500 J, julgue os próximos itens.
O trabalho mecânico realizado no ciclo é 2.500 J.
Uma máquina térmica operando com 25% de eficiência pelo
ciclo de Carnot entrega 5 kW na saída. Considerando que a
fonte quente opera a 527 oC e que o calor perdido no ciclo é
7.500 J, julgue os próximos itens.
A temperatura da fonte fria é menor que 300 o C.
Uma máquina térmica operando com 25% de eficiência pelo
ciclo de Carnot entrega 5 kW na saída. Considerando que a
fonte quente opera a 527 oC e que o calor perdido no ciclo é
7.500 J, julgue os próximos itens.
Cada ciclo tem uma duração de 1 s.
Um sistema composto de uma massa de gás ideal é comprimido segundo um processo isotérmico. Sobre a entalpia do sistema, pode-se afirmar que:
Uma máquina térmica ideal recebe calor a 140° C e rejeita o excesso não utilizado a 10° C. Idealmente, o máximo rendimento térmico dessa máquina é de, aproximadamente:
Uma máquina térmica reversível a vapor opera em condições ideais. A máquina absorve calor de um reservatório quente a 546 °C a uma pressão de 20 atm, realiza trabalho e expele calor a uma temperatura de 273 °C a uma pressão de 1 atm. Considere que a temperatura do zero absoluto seja igual a -273 °C. De acordo com essas informações, o valor do máximo rendimento possível para essa máquina térmica é
No que se refere às condições de operação e de projeto de vasos de pressão, analise as afirmações a seguir.
I - A pressão máxima de trabalho admissível pode referir-se a cada uma das partes de um vaso ou ao vaso considerado como um todo.
II - O teste hidrostático em vasos de pressão consiste no preenchimento completo do vaso com água ou com outro líquido apropriado, no qual se exerce uma pressão denominada pressão de teste hidrostático.
III - As variações de pressão de operação são sensíveis em qualquer tipo de vaso de pressão.
Está correto o que se afirma em
Em um trocador de calor de correntes paralelas, o fluido quente entra a 530 °C e sai a 330 °C, e o fluido frio entra a 30 °C e deverá sair a 230 °C. A variação média da temperatura em °C, nesse caso, é igual a
Dado: ln 5 = 1,6
Um grupo de estudos buscou nas tabelas de um livro de termodinâmica o valor da energia interna de uma determinada substância que se encontra no estado de vapor superaquecido. O grupo obteve a informação de que alguns livros não fornecem os valores da energia interna específica u na região do vapor superaquecido, uma vez que essa propriedade pode ser rapidamente calculada por meio de uma expressão que utiliza outras propriedades fornecidas na tabela. O grupo verificou que esse era o caso. Considerando h como a entalpia, p a pressão e v o volume específico, o grupo aplicou, para obter u, a expressão
Um tanque rígido de 0,9 m3 contém um gás ideal a p1 = 0,5 MPa e T1 = 500 K. Após um vazamento de 0,5 kg do gás, chegou-se a p2 = 400 kPa. Considerando R = 0,3 kJ/kg.K, a temperatura T2 em K, vale
Com relação ao ciclo Brayton, analise as afirmativas a seguir.
I – A turbina a gás real difere do ciclo ideal, principalmente devido às irreversibilidades no compressor e na turbina, e à perda de carga nas passagens do fluido e na câmara de combustão (ou no trocador de calor para um ciclo fechado).
II – O fluido de trabalho apresenta mudança de fase.
III – O compressor utiliza uma pequena quantidade de trabalho na sua operação, em comparação ao trabalho gerado na turbina.
IV – O rendimento do ciclo de turbina a gás pode ser melhorado pela introdução de um regenerador.
Estão corretas APENAS as afirmativas
O ciclo Brayton é o ciclo ideal para a turbina a gás simples. Qual gráfico pressão-volume se refere especificamente a esse ciclo?
O ciclo de Rankine é o modelo ideal para as centrais térmicas a vapor utilizadas na produção de potência. No entanto, sabe-se que um ciclo real se afasta de um ciclo ideal, uma vez que ocorrem várias perdas. Com relação a essas perdas, analise as afirmativas a seguir.
I – As perdas principais na turbina são aquelas associadas ao escoamento do fluido de trabalho, por meio dos canais e palhetas da turbina.
II – As perdas na bomba decorrem principalmente das irreversibilidades associadas ao escoamento do fluido.
III – A perda de carga provocada pelo atrito e a transferência de calor ao ambiente são as perdas mais importantes nas tubulações.
IV – As perdas no condensador são extremamente significativas, considerando todo o conjunto.
Estão corretas APENAS as afirmativas
Considerando as leis da termodinâmica, afirma-se que
Dentre os ciclos abaixo, aquele que tem o ciclo termodinâmico de combustão externa é o
Um recipiente rígido de 2 m3 contém um gás a 350 K e 0,5 MPa. Ocorre um vazamento e 0,52 kg desse gás é perdido para a atmosfera. Após o vazamento, a temperatura do gás no tanque é de 320 K. Considerando-se que esse gás segue o modelo de gás ideal, com R=0,3 kJ/kg.K, a pressão no tanque, no estado final desse processo, é dada, em kPa, por
Sobre a termodinâmica e seus fundamentos, é INCORRETO afirmar que
Em um sistema, uma transformação isocórica é aquela em que não há variação de
Equipamento destinado a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia, excetuando-se os refervedores e equipamentos similares utilizados em unidades de processo; sendo que esse vapor pode ser usado em diversas condições, tais como: baixa pressão, alta pressão, saturado, superaquecido etc., e pode ser produzido, também, por diferentes tipos de equipamentos com diversas fontes de energia. Trata-se de
Há filtros que funcionam segundo o fenômeno físico de adsorção molecular, sendo, por isso, os mais indicados para eliminar odores desagradáveis.
Tais filtros são os
Quando os CFC’s atingem altitudes onde a incidência de radiação ultravioleta é muito intensa, suas moléculas são decompostas em formas químicas mais reativas, liberando determinados átomos, que, ao reagirem com as moléculas de ozônio, acabam destruindo-as.
Tais átomos prejudiciais são os de
De acordo com o primeiro princípio da termodinâmica, aplicado às transformações gasosas, analise as afirmativas abaixo.
I – Na transformação isobárica, caso o volume aumente, a temperatura absoluta diminui em igual proporção.
II – Na transformação isotérmica, se o gás recebe calor, realiza trabalho na mesma quantidade.
III – Na transformação adiabática, não há trabalho realizado, seja ele realizado pelo gás ou sobre o gás.
IV – Em uma transformação cíclica, o trabalho realizado pelo gás ou sobre o gás pode ser obtido através da área interna do ciclo.
Esta correto APENAS o que se afirma em
Os processos térmicos que ocorrem nas turbinas a gás, quando são feitas simplificações para seus estudos, podem ser descritas pelo ciclo ideal de Brayton.
Nesse ciclo, ocorrem
Com base no funcionamento dos ciclos termodinâmicos, julgue o
próximo item.
A variação da entropia em um ciclo real de máquina térmica (irreversível), quando comparada com a do ciclo de Carnot (reversível), será sempre maior.
Os problemas termo-mecânicos, dentro de um sistema de controle, analisam variações de energia
A Termodinâmica Clássica analisa problemas que tratem de sistemas
Se um gás ideal se expande isotermicamente no interior de um conjunto cilindro-pistão, então o trabalho de expansão realizado pelo gás será igual à diferença entre o volume inicial e o final, multiplicada pela pressão do gás no início do processo.
Suponha que um ciclo Brayton ideal de turbina a gás funcione com ar como fluido de trabalho. Considerando-se que, nesse caso, a entalpia específica do ar seja igual a 300 kJ•kg-1 na entrada do compressor; 600 kJ•kg-1 na saída do compressor; 1.400 kJ•kg-1 na entrada da turbina; e 800 kJ@kg-1 na saída da turbina, conclui-se que a eficiência térmica do ciclo será igual a 3/8.
Uma planta de potência opera entre uma fonte de calor a 800 K e um dissipador a 320 K. A eficiência térmica da planta é 55% da eficiência térmica da máquina de Carnot para os mesmos níveis de temperatura. Nesse caso, a eficiência térmica da planta é igual a
Com relação aos ciclos termodinâmicos, às máquinas térmicas de
fluxo e volumétricas e às máquinas de combustão interna, julgue os
itens de 21 a 25.
Um processo adiabático é necessariamente isentrópico.
Julgue os itens seguintes, relativos à aerodinâmica.
O aquecimento aerodinâmico proveniente da dissipação de energia por atrito é importante no processo de reentrada de veículos espaciais na atmosfera, mas desconsiderável em aviões civis e militares, inclusive nos supersônicos.
Um fluido termodinâmico é agitado em um tanque suspenso, por meio da ação de hastes giratórias de aço inox. O trabalho fornecido pela haste é de 6000 kJ e o calor transferido para o tanque é de 1,5 MJ. Considere tanque e fluido dentro de uma superfície de controle e determine a variação da energia interna nessa massa de controle.
Em termos de processos e ciclos, preencha as lacunas e, em seguida, assinale a afirmativa correta.
I. O processo _______________ ocorre a volume constante.
II. O processo _______________ ocorre à pressão constante.
III. O processo _______________ ocorre à temperatura constante.
IV. Um motor de combustão interna de quatro tempos executa um ciclo _______________ a cada duas rotações.
Entretanto, o fluido de trabalho não percorre um ciclo _______________ no motor, uma vez que o ar e o combustível reagem, e transformados em produtos de combustão, são descartados na atmosfera.
O Ciclo Padrão de Ar simplifica a análise termodinâmica dos ciclos de máquinas de combustão interna. No uso do Ciclo Padrão:
Toda máquina térmica funciona em ciclos, ou seja, executa etapas que se repetem periodicamente. Portanto, de acordo com a segunda lei da termodinâmica, é correta a seguinte afirmativa:
Citam-se dois ciclos da termodinâmica: o ciclo de compressão de vapor e o ciclo de absorção de amônia. É correto afirmar-se que esses dois ciclos são ciclos:
Suponha que um motor elétrico transforme integralmente 25J de energia elétrica em apenas duas modalidades de energia: a mecânica e a térmica. De acordo com a 1ª lei da termodinâmica, é correta a seguinte afirmação:
Uma tabela fornece para cada par de valores de temperatura e de pressão de saturação do vapor d’água, valores de volume específico, energia interna, entalpia e entropia. Portanto, é válida a afirmação de que esses quatro últimos valores são, para o vapor d’água:
Um grupo de estudantes de engenharia mecânica fará um trabalho sobre conservação de energia através da queima do bagaço de cana para geração de energia elétrica. No trabalho, existem gráficos que correlacionam duas propriedades termodinâmicas. Tais gráficos representam, em relação a uma substância:
A calefação solar passiva, que se refere ao uso da energia solar para o aquecimento de ambientes internos, fundamenta-se nos processos naturais de transferência térmica por condução, convecção e radiação. Levando-se em consideração algumas características essenciais relativas aos elementos de todo o sistema, mostra-se INEFICAZ utilizar:
Duas massas de vapor de água A e B, ambas com o mesmo título inicial, são aquecidas reversivelmente até tornarem-se vapor superaquecido. Nos estados finais, a entropia de A é igual à entropia de B. O aquecimento de A deu-se à pressão constante, e o aquecimento de B deu-se à temperatura constante. Com relação aos processos de aquecimento, julgue os itens a seguir.
O trabalho de expansão de A é maior que o trabalho de expansão de B.
Duas massas de vapor de água A e B, ambas com o mesmo título inicial, são aquecidas reversivelmente até tornarem-se vapor superaquecido. Nos estados finais, a entropia de A é igual à entropia de B. O aquecimento de A deu-se à pressão constante, e o aquecimento de B deu-se à temperatura constante. Com relação aos processos de aquecimento, julgue os itens a seguir.
A variação de entalpia de A é maior que a variação de entalpia de B.
Duas massas de vapor de água A e B, ambas com o mesmo título inicial, são aquecidas reversivelmente até tornarem-se vapor superaquecido. Nos estados finais, a entropia de A é igual à entropia de B. O aquecimento de A deu-se à pressão constante, e o aquecimento de B deu-se à temperatura constante. Com relação aos processos de aquecimento, julgue os itens a seguir.
A energia interna final de A é menor que a energia interna final de B.
Nas turbinas a vapor, a queda total de entalpia é realizada em múltiplos estágios, para reduzir a velocidade do vapor nos canais das pás. Considerando uma turbina a vapor com uma queda total de entalpia igual a 1.026 KJ/kg e com nove estágios, todos de igual eficiência e de mesma queda isentrópica de entalpia, julgue os itens a seguir.
A velocidade do vapor em cada estágio é nove vezes menor que a velocidade do vapor no canal da pá de uma turbina de um único estágio com a mesma queda total de entalpia.
Nas turbinas a vapor, a queda total de entalpia é realizada em múltiplos estágios, para reduzir a velocidade do vapor nos canais das pás. Considerando uma turbina a vapor com uma queda total de entalpia igual a 1.026 KJ/kg e com nove estágios, todos de igual eficiência e de mesma queda isentrópica de entalpia, julgue os itens a seguir.
A eficiência de cada estágio é calculada pela razão entre a queda real de entalpia e a queda isentrópica de entalpia.
No ciclo de Carnot,
O ciclo Carnot é um ciclo-padrão de ar, de funcionamento teórico, que permite a obtenção do máximo rendimento possível para uma máquina térmica com 2 (duas) fontes térmicas. Assinale a alternativa que corresponde aos processos que compõem esse ciclo.
Um motor térmico, operando segundo o ciclo de Carnot, recebe calor à temperatura de 600 K e rejeita calor à temperatura de 200 K. Considerando que o calor recebido da fonte quente é 1800 J, determine o trabalho realizado pelo motor.
Uma máquina térmica reversível, tipo Carnot, opera entre uma fonte quente (vapor superaquecido) de temperatura desconhecida e uma fonte fria, que opera a 30 ºC, para a qual rejeita calor. Sabe- se que a fonte quente fornece à máquina 6 000 kcal, e que a máquina térmica opera num ciclo de rendimento igual a 30%. É correto afirmar que a temperatura da fonte quente é, em ºC, aproximadamente igual a
A respeito da interpretação da primeira e da segunda lei da termodinâmica, pode-se afirmar que a primeira lei
O ar no interior de um cilindro-pistão passa por um processo de expansão, indo do estado 1 ao estado 2. Considere que o ar se comporta como um gás ideal e que no estado inicial, estado 1, P1 = 1,6 MPa e V1 = 26 litros, e que, após a expansão, estado 2, V2 = 66 litros.
Qual a pressão no estado 2, em MPa?
Na ausência dos dados de propriedades do líquido comprimido, tais como a energia interna e o volume específico, é muito comum tratá-lo como
Em um determinado problema de engenharia, ficou caracterizado, por meio de um adimensional, um aumento da transferência de calor, através de uma camada de fluido, como resultado da convecção em relação à condução do mesmo fluido em toda a camada.
Tal adimensional corresponde ao número de
Tendo a teoria cinética dos gases por base, a condutividade térmica dos gases
Considerando-se as grandezas temperatura, pressão e volume, os calores específicos de substâncias incompressíveis, c, são funções APENAS
Turbinas a gás de fluxo axial apresentam muitas similitudes com turbinas a vapor.
Entre essas similitudes inclui-se o(s)
O diagrama de fases de uma substância pura é muito utilizado em termodinâmica.
Ele é resultado da projeção da superfície p-v-T, para a substância pura, sobre o plano
A temperatura crítica de uma substância pura é frequentemente indicada na superfície p-v-T correspondente e representa a temperatura
O estudo dos diagramas de fases dos materiais é importante na área da engenharia, pois muitos projetos irão utilizar materiais que foram desenvolvidos com a ajuda deste entendimento. O equilíbrio de fases é um conceito essencial que pode ser descrito como uma grandeza termodinâmica conhecida por energia livre. De uma maneira simples, a energia livre é função da energia interna de um sistema e também da aleatoriedade ou da desordem dos átomos ou moléculas que também conhecemos por:
No ciclo termodinâmico que melhor modela uma turbina a gás, é correto afirmar que o ar que passa pelo compressor em condições ambientes aumenta a respectiva temperatura a partir de uma compressão
Um ciclo real de máquina a vapor apresenta um menor rendimento em virtude de suas irreversibilidades. Considerando essa situação, assinale a alternativa que indica um procedimento que conduzirá a um aumento na eficiência térmica do ciclo Rankine.
Um refrigerador de Carnot opera em ciclos retirando uma quantidade QA = 1.000 kJ de calor da fonte fria e rejeitando uma quantidade de calor QR = 1.250 kJ em uma fonte quente à temperatura TQ = 300 K.
A temperatura da fonte fria TF, em K, é
Uma máquina térmica opera ciclicamente absorvendo, a cada ciclo, calor QA = 2.400 kJ de uma fonte quente a TQ = 600 K e rejeitando calor QR = 1.800 kJ em uma fonte fria com TF = 300 K.
O rendimento r da máquina e a variação total da entropia do sistema e reservatórios, ΔST, ao final de 1 ciclo da máquina são, respectivamente,
Em um processo termodinâmico, um líquido de massa 10,0 g é vaporizado à pressão atmosférica de forma que seu volume varia em 0,12 m³ . Considere a pressão atmosférica igual a 1,0 × 105 Pa, o calor de vaporização do líquido igual a 500 cal/g e 1 cal = 4,0 J.
A variação de energia interna do fluido, durante o processo, em kcal, é de
As centrais modeladas pelo ciclo Brayton podem operar tanto em sistema aberto quanto em sistema fechado.
Os principais equipamentos utilizados na operação em sistema fechado são: